چه چیزی در چاپگر سه بعدی به خنک کننده نیاز دارد؟ توضیح SLS، SLM، SLA و DLP

چاپ سه بعدی طیف وسیعی از فناوری‌ها را پوشش می‌دهد و نیازهای خنک‌سازی آنها می‌تواند بسیار متفاوت باشد. SLS، SLM/DMLS، SLA و DLP همگی از رویکردهای متفاوتی برای ساخت لایه به لایه قطعات استفاده می‌کنند. بسته به طراحی سیستم، منبع گرمای اصلی ممکن است لیزر CO₂، لیزر فیبری، لیزر UV یا موتور نور UV باشد. بنابراین، چه چیزی در واقع به خنک‌سازی در داخل یک چاپگر سه بعدی نیاز دارد؟ پاسخ کمتر به نام چاپگر و بیشتر به منبع نور، سیستم نوری و شرایط عملیاتی بستگی دارد.

چاپ سه بعدی SLS: خنک کننده CO₂ یا لیزر فیبری
پخت لیزری انتخابی (SLS) از لیزر برای پخت انتخابی لایه به لایه پودر پلیمری استفاده می‌کند. بسته به معماری دستگاه، سیستم‌های SLS ممکن است از لیزرهای CO₂ یا لیزرهای فیبری استفاده کنند.
لیزرهای CO₂ به طور گسترده در سیستم‌های SLS پلیمری سنتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند، در حالی که پلتفرم‌های جدیدتر می‌توانند از لیزرهای فیبری ۱۰۶۴ نانومتر نیز استفاده کنند. در هر دو پیکربندی، لیزر و اجزای مرتبط می‌توانند در طول عملیات طولانی گرما تولید کنند و ممکن است به خنک‌کننده اختصاصی نیاز داشته باشند.
کاربرد در دنیای واقعی: از یک چیلر صنعتی TEYU CW-6000 برای موارد زیر استفاده می‌شود: خنک کردن یک لیزر CO₂ صد واتی در سیستم چاپ سه بعدی SLS.

چاپ سه بعدی SLM/DMLS: لیزر فیبری و خنک کننده اپتیکی
ذوب لیزری انتخابی (SLM) و پخت لیزری مستقیم فلز (DMLS) از لیزر برای ذوب یا پخت لایه به لایه پودر فلز استفاده می‌کنند.
لیزرهای فیبری پرقدرت به طور گسترده در تولید افزایشی فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که معماری‌های چند لیزری می‌توانند با افزایش تعداد منابع لیزر، بارهای حرارتی اضافی ایجاد کنند. بنابراین، اجزای لیزری و نوری در طول چرخه‌های چاپ طولانی به مدیریت حرارتی پایدار نیاز دارند.
طول موج‌های لیزر دیگری نیز برای پردازش تخصصی فلزات در حال بررسی هستند. به عنوان مثال، لیزرهای سبز حدود ۵۱۵ نانومتر می‌توانند مزایایی برای مواد با بازتاب بالا مانند مس و آلیاژهای مس ارائه دهند.
کاربرد دنیای واقعی: A TEYU CWFL-3000 چیلر لیزر فیبر با یک سیستم تولید افزایشی فلزی با لیزر دوگانه استفاده می‌شود.

چاپ سه بعدی SLA: خنک کننده لیزر UV
استریولیتوگرافی (SLA) از نور برای پخت انتخابی رزین مایع به لایه‌های جامد استفاده می‌کند. بسته به معماری چاپگر، منبع نور می‌تواند متفاوت باشد.
برخی از سیستم‌های صنعتی SLA از لیزرهای UV با طول موج ۳۵۵ نانومتر استفاده می‌کنند، که در آن‌ها لیزر و اجزای نوری اهداف خنک‌کننده مهمی هستند. کنترل دمای پایدار می‌تواند به حفظ شرایط عملیاتی ثابت در طول چاپ طولانی کمک کند.
کاربرد در دنیای واقعی: A TEYU CWUL-05 چیلر لیزر UV خنک‌سازی لیزر UV با طول موج ۳۵۵ نانومتر و توان ۳ وات را در چاپگر سه‌بعدی SLA فراهم می‌کند.

چاپ سه بعدی DLP: خنک کننده موتور با نور UV
چاپ سه بعدی پردازش نور دیجیتال (DLP) از نور تابیده شده برای پخت یک لایه کامل رزین به طور همزمان استفاده می‌کند. سیستم نوری آن با SLA مبتنی بر لیزر متفاوت است و موتور نور و اجزای پروژکتور نقش اصلی را ایفا می‌کنند.
بسته به طراحی سیستم، چاپگرهای DLP می‌توانند از منابع نوری UV یا نزدیک به UV، از جمله سیستم‌های ۴۰۵ نانومتر، استفاده کنند. گرمای تولید شده توسط موتور نوری و اجزای نوری می‌تواند بر پایداری عملکرد تأثیر بگذارد و بنابراین ممکن است به خنک‌کننده اختصاصی نیاز داشته باشد.
کاربرد در دنیای واقعی: از یک چیلر لیزر UV مدل CWUL-05 با ظرفیت TEYU برای خنک کردن موتور نور UV با طول موج 405 نانومتر در یک سیستم چاپ سه بعدی DLP استفاده می‌شود.

نحوه انتخاب چیلر برای چاپگر سه بعدی
فناوری چاپ سه‌بعدی تنها نقطه شروع در انتخاب یک راهکار خنک‌کننده است.
چیلر باید با قطعه‌ی مولد گرما و شرایط عملیاتی آن مطابقت داشته باشد. ملاحظات مهم عبارتند از:
* ظرفیت خنک‌کنندگی: برای حذف گرمای تولید شده توسط لیزر یا منبع نور کافی باشد.
* پایداری دما: برای عملکرد مداوم در طول چرخه‌های چاپ طولانی مهم است.
* جریان و فشار: باید الزامات قطعه خنک شونده را برآورده کند.
* محیط عملیاتی: دمای محیط و شرایط نصب می‌توانند بر عملکرد خنک‌کننده تأثیر بگذارند.
* چرخه کاری: چاپ صنعتی مداوم ممکن است به خنک‌سازی پایدار در دوره‌های طولانی نیاز داشته باشد.
* خطر تراکم: دمای مایع خنک‌کننده باید متناسب با محیط عملیاتی انتخاب شود.

به طور خلاصه، هیچ راه حل خنک کننده واحدی برای هر چاپگر سه بعدی وجود ندارد. چیلر مناسب به این بستگی دارد که چه چیزی گرما تولید می‌کند، چه چیزی باید خنک شود و نحوه عملکرد سیستم چگونه است.
از لیزرهای CO₂ و فیبر در SLS و تولید افزایشی فلز گرفته تا لیزرهای UV و موتورهای نوری در SLA و DLP، TEYU راهکارهای چیلر آبی حلقه بسته را برای طیف وسیعی از کاربردهای چاپ سه بعدی ارائه می‌دهد.